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11月3日凌晨4时32分,九江市永修县艾城前往虬津316国道一辆液化(LNG)货运车辆遭后车追尾,导致后罐体破裂,引起车内载有的20吨压缩天然气发生泄漏,而事故车辆距离附近加油站仅有一千多米远。永修消防大队立即出动一辆8吨水罐消防车、一辆抢险救援车、18名官兵火速赶赴现场。
攻坚组战士对泄漏车辆进行勘察后发现,该车后尾有个输气装置,因被追尾致其中一个的管道发生了破损,导致液化天然气的泄漏,泄压阀还在不停的向外漏气。据司机介绍,他们从前从没碰到过这样的事,处置方法也不是很清楚,只能简易的使用毛巾对破损处进行包扎,但是由于液化天然气槽罐内部压力大,释放到外界环境会使周边温度急剧降低,毛巾瞬间会被冻住,所以无从下手。了解情况后,指挥员立即决定先在距罐体前后500米处拉出隔离警戒带,并及时要求战士们做好警戒工作,告知现场群众,杜绝明火、严禁拨打手机;再通知县供电局、交警大队、县燃气公司对现场实施断电与交通管制;并报告支队全勤指挥部请求派专家指导事故的处置。
下午14时许,专业堵漏人员到达现场对泄漏的天然气进行处置,同时消防官兵对整个槽罐车泄漏情况进行监控,铺设水带干线随时应对险情。堵漏工作完毕后,在场的消防官兵进行了仔细的检查,确保安全。据了解,此槽罐车是一辆运载液化天然气的重型槽罐车,荷载20吨,由内蒙古开来途经永修县艾城时发生了泄漏。司机第一时间拨打了119报警,整个排险过程持续近12小时。
天然气是无色无味,即使泄漏了人们也不易察觉,所以在进入城市管网之前,通过加臭工艺在天然气中加入少量加臭剂,一旦发生泄漏,可以利用其臭气味来及时发现或查找天然气泄漏点。
天然气一般可分为五种:
(1)纯天然气从气井开采出来的气田气;
(2)油田伴生气随石油一起开采出来的石油气。
(3)凝折气田气含石油轻质馏分的凝折气田气;
(4)矿井气从井下煤层抽出的矿井气,习惯称为矿井瓦斯气。
(5)近年来在海洋考察中发现的“可燃冰”又称天然气水合物
1 天然气泄漏的危害
1.1 扩散迅速,危害范围大
天然气(natural gas)的主要成分是甲烷,还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等,通常将含甲烷浓度高于90%的称为干天然气,含甲烷浓度低于90%的称为湿天然气。无硫化氢时,为无色无臭易燃易爆气体,比空气轻,气态相对密度为0.58,比重为0.55,扩散系数为0.196,液态的相对密度0.42~0.45,凝固点-182.22℃,沸点-161.11℃,燃点550℃。天然气扩散能力强,泄漏后随风飘移,易形成大面积扩散区,与空气易形成爆炸性的混合气体,尤其是液化天然气(LNG),仅少量液体就能转化为为大量气体,一体积(LNG)能转化600体积气体,刚泄漏时,蒸发产生的气体温度接近液体温度,其密度大于环境空气,气体沿地面形成流动层,随着蒸发气和空气的混合,在温度上升过程中逐渐形成密度小于空气的云团,在室内泄漏后上升滞留至屋顶,不易排出,需及时对危害范围内的人员进行疏散,并采取禁绝火源措施。2006年1月25日,重庆开县某镇一根直径100毫米的天然气输送主管道突然发生爆裂,泄漏出来的天然气迅速弥漫该镇,威胁附近群众的生命安全,该县政府被逼将2万余居民疏散转移到安全地点。
1.2 易发生燃烧爆炸
天然气与液化石油气、人工煤气一道作为城市煤气主要气源之一,同样具有易燃易爆的特性,它的最小点火能量较低,为0.48mj;液化天然气的闪点为-180℃,属低闪点液体(闪点小于-18℃),所以即使在微弱的火源作用下,也易发生燃烧;与空气混合后,浓度达到15%以上,温度达到550℃就会燃烧;天然气泄漏时如遇到高速冲击、流动、激荡,因产生静电火花放电也可引起燃烧爆炸;压缩天然气和液化天然气是加压或冷却储于钢瓶或储罐内,受热会膨胀,压力会升高,能使钢瓶或储罐爆炸;天然气浓度的爆炸下限很低,且爆炸极限范围比较宽,爆炸危险性大,在空气中,天然气爆炸浓度极限为5%—15%。由于天然气爆炸下限低,泄漏后与空气混合,极易形成爆炸性混合气体,发生泄漏如不及时处置或处置不当就会引发火灾或爆炸。如2006年1月4日,西安市一家研究所家属区天然气管道阀门损坏发生泄漏,由于处置不及时,天然气体达到一定浓度,遇火源引起爆炸,造成8人受伤,其中2人严重烧伤。
1.3 易造成人员中毒伤亡
天然气的毒性因化学组份而异,原料天然气含硫化氢较多,其毒性随硫化氢的含量增加而增加,如果接触天然气中含高浓度的硫化氢,吸入后能损害人的身体健康,会出现头昏、头痛、恶心、呕吐、乏力等症状,疾病过程中尚可出现精神症状、步态不稳、昏迷、运动性失语及偏瘫;净化天然气已经脱硫处理,只含有微量的有毒气体,对生理无毒害,如家用天然气,主要为甲烷的窒息作用,当通风不良时,燃气毒性主要来自一氧化碳,但如果长时间接触天然气中低浓度的硫化氢者,可出现头痛、头昏、失眠等症状。
1.4 处置难度大
天然气在常温下呈气态的碳氢化合物,通常以管道方式输配供气,长途输配管网压力一般为2.0-3.0MPa,城市管网压力一般为0.1-0.6MPa,进入用户后的压力一般应小于0.01MPa。为了方便储存、运输和使用,有的还将气态天然气经加压压缩至20MPa,并以气态储存在高压气瓶中,称为压缩天然气(CNG),或在常压下深冷至-162℃时,将由气态转变成液态,并以液态储存在储罐内,称为液化天然气(LNG),其体积是气态时的1/600。当压力超过管道或容器的承受能力时,就会发生物理性爆炸,一旦管道或容器爆炸、破损,都会造成天然气的大量泄漏和扩散,导致更大的火灾和爆炸事故。由于天然气有的处在压力的管道中,有的处在高压或低温的容器内,再加上发生泄漏的部位、裂口大小及容器内的压力等各不相同,采取堵漏、输转等措施时,技术要求特别高,处置难度大。
2 消防部队在处置天然气泄漏过程中的处置措施
2.1 接警出动。接警时应问清事故发生的时间、详细地址、泄漏物质的载体、是否发生燃烧爆炸、有无人员伤亡等情况。力量调集时,在保证现场需要的情况下,尽量做到少而精,及时调出救援所需的防化车、抢险救援车等特种装备,并要求公安、医疗救护等部门到场协助救援。
2.2 个人防护。进入现场或警戒区内的人员必须佩戴隔绝式呼吸器,穿着全封闭式消防防化服;外围人员可穿纯绵战斗服,扎紧裤口袖口,勒紧腰带裤带,必要时全身浇湿后进入扩散区;进入低温泄漏场所处置冷冻液化天然气的人员还要穿防寒服,要争取“快进快出”,减少滞留时间,防止发生冻伤。
2.3 现场询情。消防人员到场后,要详细询问有无人员被困;泄漏的部位,是管道天然气体泄漏还是液化天然气泄漏,泄漏量大小;有没有采取堵漏措施,有无堵漏设备,是否能够实施堵漏;若是液化天然气储罐泄漏,应弄清总体布局,泄漏罐容量、实际储量、邻近罐储量,总储存量等情况,能否采取倒罐和注水排水等措施。
2.4 侦察检测。查明泄漏扩散区域及周围有无火源;利用仪器检测事故现场气体浓度、扩散范围;测定现场及周围区域的风力和风向;搜寻遇险和被困人员,并迅速组织营救和疏散;确定进攻路线和进攻阵地。
2.5 设立警戒。根据询情和侦检情况,确定警戒范围,设立警戒标志,布置警戒人员,严控制人员、车辆出入,并在整个处置过程中,实施动态检测,根据检测情况,随时调整警戒范围。
2.6 疏散救生。疏散泄漏区域及扩散可能波及范围内一切无关人员;组成救生小组,携带救生器材迅速进入危险区域,采取正确的救助方式,将所有遇险人员救至安全区域;对救出人员进行登记和现场急救;将伤情较重者送交医疗急救部门救治。
2.7 排除险情。
2.7.1 禁绝火源。视情切断警戒区内所有电源,熄灭明火,停止高热设备工作;
2.7.2 驱散气体。漏出的天然气会形成蒸气云,室内会扩散在建构筑物的上空,要组织一定数量的喷雾水枪向地面和空中喷雾,转移天然气飘流方向和飘散高度,室内还要加强自然通风和机械排风,驱散、稀释飘浮的气云;驱散稀释不得使用直流水枪,以免强水流冲击产生静电;处置液化天然气时,要防止泄漏物通过下水道、通风系统和密闭性空间扩散。
2.7.3 关阀断源。管道或容器发生泄漏,首先要设法搞清输气管道的走势,找准阀门迅速关闭,如果是供气部门敷设的输气管道,则应立即通过其技术人员关掉总阀门,同时还要关严漏气管道下端的阀门,防止天然气逆向泄漏;关闭管道阀门时,必须设开花或喷雾水枪掩护。
2.7.4 器具堵漏。根据现场泄漏情况,研究制定堵漏方案,分别采取不同的堵漏器具进行堵漏。管道泄漏或罐体孔洞型泄漏,应使用专用的管道内封式、外封式、捆绑式充气堵漏工具进行堵漏,或用螺丝钉加粘合剂旋拧,或利用木楔、硬质橡胶塞封堵;管道裂缝,穿孔漏气,确定管道漏气部位,挖好操作坑,剥去沥青防腐,清理管道表面,并根据漏气孔大小或依据管径大小选用相应直径的特殊弧形卡,将漏气点卡死;法兰泄漏。因螺栓松动引起法兰泄漏时,可使用无火花工具,紧固螺栓,制止泄漏;若法兰垫圈老化导致带压泄漏,可利用专用法兰夹具夹卡法兰,并高压注射密封胶堵漏;液化天然气罐体撕裂泄漏。由于罐壁脆裂或外力作用造成罐体撕裂,其泄漏往往呈喷射状,流速快,泄漏量大,制止这种泄漏可用捆绑紧固和空心橡胶塞加压充气器具塞堵的措施,不能制止泄漏时,可采取疏导的方法将其导入其它容器或储罐。
2.7.5 注水排险。根据液化天然气储罐的泄漏部位等情况,在采取其它措施的同时,可通过排污阀向罐内适量注水,抬高液位,造成罐内底部水垫层,配合堵漏,缓解险情。
2.7.6 输转。液化天然气储罐或容器发生泄漏,无法堵漏时,可采取疏导和转移方法排除险情:倒罐。在液化天然气罐区,有倒罐条件的应及早进行,可移动的槽车等发生泄漏,在条件允许的情况下,可转移到具有倒罐条件的地方进行,也可在人烟稀少的地方进行导流或放空处理;转移与天然气接触会引起激烈反应的五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧、强氧化剂等物品;倒罐、转移必须在喷雾水枪的掩护下进行,以确保安全。
2.7.7 紧急制动。输送设备或容器发生泄漏,无法堵漏时,可暂时采取停止供气和放空排放的方法排除险情。暂停供气。输送设备、调压站(箱)、阀室(井)设备老化失灵,失控或设备漏气,在无法堵漏的情况下,应通知工程技术人员迅速停气,对设备和漏气点进行检查和维修,必要时更换设备、配件等;放空排气。当无法堵漏,需焊接修补或更换管道(管段、管件)时,在消防监护下,由专业人员关闭事故点的上流、下流阀门,截断气源。打开放散阀门进行放空排放(若排气点不安全,则需用橡胶管将天然气引至安全地点排气)。放空排气必须在喷雾水枪的掩护下进行,以确保安全。
2.7.8 清理移交。任务完成后,应使用喷雾水、蒸气或惰性气体清扫现场,然后,清点人员、车辆及器材,撤除警戒,做好移交,安全撤离。
3 消防部队在处置天然气泄漏过程中的注意事项
3.1 选择战斗位置
指挥部位置和灭火救援车辆的停放,应与泄漏区域保持适当距离,并选择上风方向适当位置设置和停靠,消防车的头应背向泄漏源,一旦出现突发情况可以安全迅速撤离;要尽可能使用上风方向水源,如因现场条件所限,必须使用下风向的消防水源时,则应对驾驶员和供水员做好个人安全防护;要在扩散区上风、侧上风方向选择进攻路线,并设立水枪阵地和现场指挥位置,处置泄漏过程中,水枪手应选用喷雾或开花水流稀释。
3.2 禁止一切火源
警戒区域内禁止一切火源,凡是进入警戒区内的所有人员不得穿化纤类服装、带铁钉的鞋子,不准携带铁质工具进入扩散区参加救援。同时,必须关闭BB机、手机、普通电台等移动通信设备,在切断电源不会引发爆炸的前提下,应及时切断电源。
3.3 疏散无关人员
及时疏散泄漏现场及扩散可能波及范围的一切无关人员。疏散工作应由地方政府、公安、武警和消防人员实施,疏散工作应有序进行,同时要注意疏散时的人员安全,疏散顺序应先泄漏中心地段或危险性较大地段人员,再危险可能波及范围人员;先老、弱、病、残、妇女、儿童等行动不便人员,再行动能力较好人员;先下风向人员,再上风向人员。疏散位置应在泄漏事故的上风方向,要根据事故现场危险程度,确定疏散距离。
3.4 控制作业人员
进入泄漏区实施抢险作业的人员要从严控制,人员选择一定要专业、精干,个人防护要充分,并使用开花或喷雾水枪进行掩护,进出泄漏区域的人员要登记出入时间,非抢险人员不得入内,对较长时间在内的作业人员要轮换作业。
3.5 设安全监护员
要设立安全监护员,对抢险救援现场的各个方向位置实施全程监护,十分警惕和随时动察在处置过程中的危险动态,及时发现苗头性的危险信号,抢险作业人员要提高警惕性、增强敏感性,一切处置行动要自始至终严防引发燃烧爆炸、中毒、冻伤或其他伤害,当遇有紧急情况危及参战人员的生命安全时,指挥员应果断下令撤退。
3.6 有技术难度的由单位技术人员操作
液化天然气储存温度低,技术要求高,操作工艺复杂,火灾危险性大,倒罐要由熟悉设
备、熟悉工艺、操作经验丰富的工程技术人员进行,公安消防队员切莫急功近利,盲目操作,以防发生更大的泄漏和火灾爆炸。
天然气虽然是一种易燃易爆气体,发生泄漏后会四处扩散,遇火源会引起燃烧或爆炸,有的还会造成人员中毒事故,但泄漏后只要处置措施正确,方法得当,事故是可以减少到最低限度的。